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生物化学原理在中医药中的应用
【摘要】:从发扬中医学角度来说，掌握生物化学理论和技术，不仅能更深刻理解人体的生长、发育、壮盛、衰老等问题，而且从蛋白质、核酸的分子结构变化来探讨疾病的诊断、治疗和预防，无疑会起到如虎添翼的作用。同时，生物化学技术在中药的发展中也有不可或缺的作用。
关键词：生物化学原理 中药 分子技术 医疗
生物化学主要研究生物体分子结构与功能、物质代谢与调节以及遗传信息传递的分子基础与调控规律，是运用化学理论和技术来研究组成生物体的基本成分及其在生物体内进行的化学变化规律的一门科学，从而揭示生命现象的化学本质。中医是通过辨证论治来治疗病人也是对生命活动的概括。因此，随着时代科技的发展，生物化学在中医药中的应用越来越广泛。
一、中医诊断与生物化学的联系
心气虚与物质代谢，心气虚证患者：红细胞SOD活性明显下降、血清LPO含量显著升高，推测由于红细胞SOD活性下降不能保护心肌免受超氧自由基的攻击，以至于产生心气虚的临床症状。心气虚患者血浆核酸总量及DNA、RNA含量均低于正常对照组，提示心气虚患者蛋白质合成功能有一定的障碍。脾虚患者：柠檬酸刺激后唾液淀粉酶活性下降，血清胃泌素和胰淀粉酶均显著下降，胃肠蠕动紊乱，小肠吸收功能低下。这说明脾虚患者的胃肠功能的确紊乱。木糖排泄率较正常人显著降低，而且食少、腹胀满、大便不调、神疲气短等脾虚四大症状与木糖排泄率有一致性的规律。血清蛋白酶及其同工酶和胰脂肪酶均显著下降，且食欲减退、食后腹胀与大便溏泻等脾气虚的三个主症与之呈正相关，表明胰腺外分泌功能的降低可视为脾气虚证的特异性诊断标志之一，且淀粉酶总活性的降低取决于胰淀粉酶同工酶的下降，而与唾液淀粉酶无关，为脾气虚证诊断提供了一个更准确更有效的实验指标。用生物化学方法分析气滞血瘀病人中血液生化指标的变化发现此类病人血乳酸的含量增高。运用活血化瘀中药治疗后，可以发现体内血乳酸含量明显降低。运用活血化瘀药后由于微循环得到改善，组织细胞缺氧缓解，体内血乳酸恢复正常。所以通过血乳酸含量的测定，可以作为对血瘀证的诊断和药物疗效观察的一项客观指标。
二、中医基础理论与分子生物学
生物化学是近年来兴起的以小分子化合物为工具来研究生命现象和生物学问题的化学和生物学的交叉学科。从分子水平对其本质进行深入探讨是中医基础理论研究的一个新方向。阴阳学说、五行学说是中医理论体系的高度抽象概括,“阴阳失调，百病丛生”,“谨察阴阳所在而调之,以平为期”是中医临床诊断和治疗的一项基本原则。中医认为肾为先天之本决定人的生长、发育、体质、生理、疾病、衰老等但先天受后天的充盈和调节。现代分子生物学则认为，一个人的基因是机体生存和发育的主导因素。在一定意义上决定和影响人的生老病死等，但基因并不是所有他受生活环境、习惯锻炼等诸多因素的影响。两者在论述和概念上有惊人的相似之处。李芳生从生物信息系统的活性物质如cAMP和cGMP2和PGI2在对生物功能调节中恰如相反的分子生物学效应论述了中医阴阳理论与生物医学研究的重要意义。与此理论相一致分子生物学研究发现癌的发生与正常细胞中的原癌基因和抑癌基因有关。如前者激活成为基因异常表达或后者缺失不能发挥正常细胞生长调节和终止分化作用就可导致肿瘤发生。这说明原癌基因与抑癌基因两者平衡失调对肿瘤发生起着重要作用。中医脏象学说认为肾为先天之本主生长发育生殖肾生髓。杨金蓉运用“恐伤肾”原理恐吓母鼠造成子鼠先天肾气亏虚的动物模型，然后检验子鼠胸腺核酸含量，发现恐吓各组DNARNA含量及RNA/DNA值均有所降低，且恐吓程度越重降低越明显。王米渠观察受惊吓母鼠所生子鼠大脑皮层厚度变薄尤以分子层明显变薄，说明围产期紧张情绪直接影响到下一代子鼠的生长发育。王宇等提示“恐伤肾”使子代小鼠活性处于亢进状态而经典补肾方药“金匮肾气丸”对其有一定调节作用。
三、生物化学在中草药中的运用
中草药本身也是生物体，其中许多属于生化药物。研究其物质组成和效能，如中药的培植、炮制、配方的加减，剂型的改革，作用机制以及环境对中草药有效成分的影响等，都需要生物化学的知识。中草药研究的一个主要内容就是阐明中草药中各种化合物个生物功能及其作用机理。因此，运用生物化学的方法来研究中草药的生物学功能一方面可以以中草药中的化合物为工具来解决生物学中的一些基础问题，同时也可以从中草药中不同化合物的生物学功能来了解这些化合物治疗人类疾病的基础理论，从而可以指导中草药的现代化。生物化学中植物组织培养这一新技术在中草药方面应用的前途是无限广阔的，它不仅有利于探讨和阐明药用植物生理、遗传和成分生物合成等一系列理论问题，而且一旦工业化生产问题得到解决，将可以为防病治病做出很大的贡献。在长期的用药实践中，中药形成了自己独特的炮制工艺。中药炮制主要的目的一方面是增强或改变药物的性能，另一方面就是降低毒性，这必然涉及化学成分的变化。借鉴代谢组学的思路与技术，结合多变量统计分析方法，就可能识别并鉴定炮制过程中发生变化的成分甚至是微量成分。由于历史、习惯、地域等原因，同一种药材可能来自不同的植物，不同的药材间也存在代用、混用等问题，这为中药的安全性埋下了隐患，但长久以来并未引起足够的重视。在20世纪90年代初出现了在比利时服用含中药广防己的减肥药导致肾功能衰竭的报道，中草药的安全性问题引起了国内外的广泛关注，而且对中草药的声誉造成极大的损害。现在认为引起毒性的主要是马兜铃酸类成分。灌服马兜铃酸大鼠的尿样代谢物发生明显改变，同型半胱氨酸形成和叶酸循环加速，而同型半胱氨酸的再甲基化和花生四烯酸的生物合成减少，这些均与潜在的肾损伤有关。关木通染毒大鼠的尿液中氧化三甲胺、柠檬酸 牛磺酸、肌酐、甜菜碱等代谢物均有不同程度的下降，而醋酸、丙氨酸则显著上升，这些化合物的变化与已报道的肾毒性化合物引起的变化相似。朱砂和雄黄是常用的矿物药，其主要成分分别是HgS和As2S2，利用NMR技术结合PCA、PLS-DA可以观察到它们可能对机体能量代谢、氨基酸代谢和肠道菌群产生“扰动”作用，对肝、肾产生一定的毒性作用。对中药疗效的评价、物质基础及作用机制的研究基本上都是沿用化学药的方法，即使引入了细胞分子生物学的研究加深了认识，但从目前的研究结果分析，中药基本上没有优于化学药的作用特点可言，可能我们忽视了其“君臣佐使”、“升降沉浮”等理论和整体性作用机制很难在单一机制的药理模型和分子水平加以诠释，这就需要建立适用于中药多组分、多靶点整体综合效应的药效评价体系，采用代谢组学的方法来对比分析服用中药前后机体内体液之间所存在的不同，来证实中药的疗效，可能成为未来系统生物学研究中药的重要手段。
四、利用生化的转基因技术开发新的中草药
中草药之所以能治病，是因为它含有某些有效的化学成分。一种中草药往往含有许多种化学成分，但不是所以的化学成分都有医疗效用，而其中能够决定中药疗效的某种化学物质就是中药中的有效成分。没有医疗作用的就是无效成分，有些无效成分还对人体产生一定的毒副作用。如果用生物化学技术来分析植物的基因组，最终找出某种中草药中产生有效化学成分的植物基因，将该植物基因转移到其他植物、微生物或海洋生物体内，创造出新型转基因植物药物，新的转基因植物药物具有安全、高效、针对性强、无毒副作用，不用提纯、可以大规模种植、产量高且成本低的优势。现代化的生物化学技术运用于中医中药的研究，不仅会促进中医中药的发展，也同时会促进生物化学的进展。

参考文献：《中草药的化学生物学研究-概念和展望》 俞强
《生物化学在技术在中医药研究中的应用》 王祖刚
《论分子生物学技术在中医药研究中的应用》